package com.dmall.uf;

/**
 * 第三版Union-Find
 * @author xiao1.wang@dmall.com
 * @date 2019-09-01 16:12:21
 */
public class UnionFind3 implements UF {

    /** parent[i]表示第一个元素所指向的父节点 */
    private int[] parent;
    /** sz[i]表示以i为根的集合中元素个数 */
    private int[] sz;

    public UnionFind3(int size) {

        parent = new int[size];
        sz = new int[size];

        // 初始化, 每一个parent[i]指向自己, 表示每一个元素自己自成一个集合
        for (int i = 0 ; i < size ; i ++) {
            parent[i] = i;
            sz[i] = 1;
        }
    }

    @Override
    public int getSize(){
        return parent.length;
    }

    /**
     * 查找过程, 查找元素p所对应的集合编号
     * O(h)复杂度, h为树的高度
     * @param p
     * @return
     */
    private int find(int p) {
        if (p < 0 || p >= parent.length) {
            throw new IllegalArgumentException("p is out of bound.");
        }

        // 不断去查询自己的父亲节点, 直到到达根节点
        // 根节点的特点: parent[p] == p
        while ( p != parent[p] ) {
            p = parent[p];
        }
        return p;
    }

    /**
     * 查看元素p和元素q是否所属一个集合
     * O(h)复杂度, h为树的高度
     * @param p
     * @param q
     * @return
     */
    @Override
    public boolean isConnected(int p , int q) {
        return find(p) == find(q);
    }

    /**
     * 合并元素p和元素q所属的集合
     * O(h)复杂度, h为树的高度
     * @param p
     * @param q
     */
    @Override
    public void unionElements(int p, int q) {

        int pRoot = find(p);
        int qRoot = find(q);

        if (pRoot == qRoot) {
            return;
        }

        // 根据两个元素所在树的元素个数不同判断合并方向
        // 将元素个数少的集合合并到元素个数多的集合上
        if (sz[pRoot] < sz[qRoot]) {
            parent[pRoot] = qRoot;
            sz[qRoot] += sz[pRoot];
        } else {
            // sz[qRoot] <= sz[pRoot]
            parent[qRoot] = pRoot;
            sz[pRoot] += sz[qRoot];
        }
    }
}
